Oltre ad aggiungere nel ciclo i comandi per il movimento del gruppo operatore in s´e, perch´e il piano di lavoro possa funzionare correttamente sar`a necessario anche apportare le dovu- te modifiche alla collocazione automatica dei dispositivi di bloccaggio, facendo s`ı che venga considerata e inclusa la presenza del gruppo operatore progettato. Di conseguenza `e stato esaminato prima di tutto il funzionamento del codice utilizzato da Maestro che permette alle barre e alle ventose di posizionarsi nei punti pi`u convenienti in base ad un algoritmo di ottimo piuttosto complesso.
Il procedimento consiste nel suddividere l’ambiente di lavoro in una scacchiera di punti equidistanti (secondo un passo fisso) che viene schematizzata con una matrice di interi, nella quale gli indici delle posizioni di ogni singolo elemento corrispondono alla posizione fisica in X e in Y della parte di piano di lavoro considerato. Per ovvi motivi dal punto di vista teorico il risultato ottimale si otterrebbe con una suddivisione ideale in quadrati di lato infinitesimo, mentre nella pratica si `e optato per un compromesso di 2.5 mm per arrivare ad un tempo di calcolo compatibile con quello di attesa di un operatore alla macchina.
Conoscendo i parametri della lavorazione, vengono decisi alcuni criteri basilari per il po- sizionamento dei dispositivi di bloccaggio. I pi`u importanti e decisivi sono:
• la ventosa non deve mai trovarsi dove passa l’utensile per non intercettarne la traiettoria ma allo stesso tempo `e bene che si avvicini il pi`u possibile alla zona di lavorazione, ovvero quella dove viene esercitato lo sforzo di taglio maggiore sul pezzo;
• la ventosa sotto al pannello deve posizionarsi vicino ai bordi per una migliore presa, ma senza arrivarci mai o non riuscirebbe a creare il vuoto, mentre la ventosa all’esterno del pannello deve stare il pi`u lontano possibile da esso per non essere d’intralcio;
• le ventose devono disporsi in modo equidistante tra loro per una questione di estetica. A seconda dell’operazione da eseguire e alle singole necessit`a, chiaramente, possono essere introdotte altre regole di posizionamento. Ad ogni modo questi criteri – ognuno per conto proprio – attribuiscono un peso a tutti gli elementi della matrice di cui sopra: viene assegnato
altri, crescente man mano che ci si avvicina alla posizione ottima per la ventosa. Si crea cos`ıuna matrice di pesi per ogni regola e tali matrici vengono successivamente combinate tra loro. A questo scopo si sommano i pesi in ogni posizione per ottenere come risultato una matrice unica della stessa dimensione di quelle precedenti, nella quale ogni elemento sar`a la sommatoria dei corrispettivi delle matrici singole. Nello specifico si tratta di una sommatoria pesata, la quale a sua volta assegna un peso ai criteri di posizionamento in base alla loro importanza.
A questo punto viene eseguito un ciclo di istruzioni per ogni posizione X dell’ambiente di lavoro, e quindi per ogni colonna della matrice. All’interno di ciascuno di questi si cercano di posizionare le ventose disponibili lungo una barra nei punti pi`u “comodi”: per la prima viene selezionata la zona dove si hanno valori pi`u alti, considerando tutti gli spazi occupati dal suo ingombro, che verr`a sottratto dalle posizioni disponibili per la seconda ventosa, che andr`a a sua volta a piazzarsi nella posizione migliore tra quelle rimanenti e cos`ı via. Conclusi tutti i cicli, viene scelta la collocazione migliore in X per la prima barra. Dalle posizioni disponibili viene sottratto lo spazio occupato da questa e la distanza minima imposta di default tra una barra e l’altra, quindi viene selezionata la posizione per la seconda barra e via dicendo, fino a posizionarle tutte. Ovviamente durante il procedimeto si deve tener conto dei limiti fisici di barre e ventose, prima tra tutti la disposizione delle stesse sul piano di lavoro: banalmente una barra (o una ventosa) scorrendo lungo l’asse non pu`o “scavalcare” quella accanto.
L’algoritmo ha i suoi limiti: come spesso accade nei problemi di ottimizzazione, bisogna prima di tutto cercare un compromesso tra tempo di elaborazione e qualit`a dei risultati. Proprio per questo motivo la suddivisione dello spazio disponibile non pu`o generare sottospazi troppo grandi, come gi`a accennato sopra, ma nemmeno troppo piccoli. Oltre a questo, la risoluzione non pu`o coinvolgere l’intera rosa di combinazioni disponibili poich´e il risultato arriverebbe do- po giorni di calcoli, di conseguenza viene eseguita una selezione oculata di quelle da prendere in considerazione. La configurazione ottenuta sar`a quindi una soluzione sub-ottimale, comun- que abbastanza precisa da soddisfare le esigenze dei clienti – che per ogni evenienza hanno sempre la possibilit`a di apportare modifiche manuali alla configurazione del piano, andando ad agire direttamente sull’interfaccia del programma che simula l’ambiente di lavoro.
Vediamo adesso le modifiche da implementare all’algoritmo appena descritto, per avere una visione d’insieme del funzionamento automatico della macchina che sia il pi`u possibile
completa ed esauriente.
Per prima cosa nel codice sar`a bene specificare che per il montaggio delle ventose `e di- sponibile un numero inferiore di barre rispetto a quelle montate sulla macchina. Il numero da sottrarre `e pari alla quantit`a di gruppi che si scelgono di installare sul CNC. Ne sono stimati in media due per macchinario. Nel nostro caso, per la lavorazione sui top, le barre da non considerare saranno quelle pi`u “interne” rispetto ai due lati della macchina, sinistro e destro (vedi figura 4.1). `E evidente che il posizionamento del gruppo operatore avr`a la priorit`a su quello delle ventose, limitando di conseguenza lo spazio a disposizione per il movimento delle altre barre. In questo caso, pur avendo una lavorazione simile a quelle dall’alto, non ci si pu`o fermare ad un controllo di anticollisione, n´e `e possibile considerare il gruppo come una testa operatrice, in quanto l’utensile `e montato su un dispositivo con un ingombro proprio che va ad occupare una porzione di piano di lavoro altrimenti disponibile per le ventose. Vanno escluse quindi dalla superficie del piano a barre tutte le X che corrispondono all’ingombro del grup- po operatore, pi`u un offset fisso di distanza minima che i dispositivi di afferraggio dovranno mantenere rispetto al gruppo, diverso da quello gi`a presente tra le barre.
Con queste premesse la scelta delle posizioni ottime per le ventose dovrebbe seguire le stesse regole di cui sopra senza alcun problema. La barra vicina a quella dov’`e montato il gruppo andr`a quindi ad accostarsi il pi`u possibile al gruppo stesso grazie alla condizione di vicinanza alla lavorazione, che ha un peso maggiore rispetto alle altre. Non si reputa necessario un riposizionamento intermedio delle ventose durante quella che `e stata chiamata fase swap, poich´e gi`a nella disposizione iniziale verranno considerate tutte le lavorazioni da eseguire, anche se il gruppo ha bisogno di muoversi lungo l’asse Y per passare dall’esecuzione di un primo foro ad un secondo. Il piano dispone di un numero sufficiente di ventose perch´e possa posizionarle fin dall’inizio vicino a tutte le zone sottoposte ad un elevato sforzo di taglio.
In definitiva `e possibile affermare che la modifica di questo algoritmo, richiesta per il fun- zionamento del dispositivo oggetto di studio, non implica nessuna variazione fondamentale alla sua struttura, solo l’aggiunta di semplici accorgimenti.